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可拆卸模块设计

（映维网Nweon2023年11月07日）混合现实头戴式显示设备可以包括内置电源、通过一个或多个协议支持无线通信的通信系统、显示系统、扬声器和与计算相关的硬件，而因而产生的重量和/或尺寸增加可能会对用户体验产生负面影响。

一个解决方案是减小头戴式设备的电池尺寸，但这可能会减少头戴式设备的充电间隔时间，从而需要更频繁的充电。另外，在设备充电时，头戴式设备可能不可穿戴。另一个解决方案是减少头戴式设备的硬件组件数量，但因而造成的性能降低可能会对设备的效用产生负面影响。

所以在名为“Modularpowerand/orfunctionalityonwearabledevice”的专利申请，微软介绍了利用可拆卸模块来向可穿戴设备提供电源和/或不同功能。

简而言之，电池可以采用可拆卸模块的形式，这样当需要充电时，用户可以将可拆卸模块更换为另一带有已充电电池的可拆卸模块，从而允许不断电的设备使用。

另外，可拆卸模块设计可以配置为扩展设备的功能，例如提供通信无线电、LiFi发射器/接收器、大容量存储、计算容量和/或其他功能。

比方说，可以通过接入可拆卸模块的蜂窝无线电进行蜂窝通信，而可拆卸模块的Wi-Fi无线电则可用于Wi-Fi通信。与内置相关组件相比，将间歇性使用的功能作为可拆卸模块提供将有助于减轻可穿戴设备的重量和/或节省功率。

图1示出配置为一副眼镜的头戴式设备100。头戴式设备100包括位于左侧位置112的模块接口。头戴式设备可包括一个以上模块接口106，例如右太阳穴位置的模块接口和左太阳位置的另一个模块接口。这种配置可以帮助平衡头戴式设备100，并提供关于附加和交换可拆卸模块的额外灵活性。

在其他示例中，模块接口可以具有与图1中所示的位置不同的位置。图2示出配置为一副眼镜的另一示例头戴式设备200。与头戴式设备100类似，头戴式设备200包括模块接口206，模块接口206包括用于电连接到可拆卸模块210的电连接器208。

但与头戴式设备100相反，模块接口206位于更靠近耳朵212的位置。对于特定类型的可拆卸模块，例如将音频信号指向用户耳道的可拆卸扬声器模块，将模块接口206朝向耳朵定位是有利的。

在一个实施例中，扬声器模块可以包括扬声器和电池，并且可以交换为具有电池但不具有扬声器的模块，从而以音频输出功能换取额外的电池续航。

图5示出可拆卸模块500的框图。可拆卸模块500包括配置为可连接到头戴式设备的模块接口的主体502。可拆卸模块500同时包括位于主体502内的电池504，位于主体502内的可选功能模块506，以及配置为连接到头戴式设备相应电连接器的电连接器508。在其它示例中，可拆卸模块可以省略电池。

电池504配置为向头戴式设备提供电源作为主要电源。这使得一个更小的充电存储设备可以整合到头戴式设备中，以便在可拆卸模块500从机身上取下时提供电力。功能模块506可以配置为向头戴式设备提供任何合适的功能。

示例性功能模块包括通信无线电模块512、扬声器模块514、LiFi模块516、固态驱动器518和/或外部设备连接器模块520中的一个或多个。

可选的LiFi模块516可以配置为在佩戴包含LiFi模块516的头戴式设备时与另一LiFi设备执行点对点p2p通信。作为示例，LiFi模块516可用于内容共享。

图6示出描述示例可穿戴设备600的框图。可穿戴设备600包括内部充电存储器604、模块接口606，模块接口606包括电连接器608、可拆卸模块610和控制器612。可拆卸模块610是可拆卸模块500的示例，其包括电池614、可选功能模块616和电连接器618。

当可拆卸模块610位于模块接口606内时，电连接器608位于模块接口606内，与可拆卸模块610电连接。在各种示例中，电连接器608和电连接器618之间的连接可以是直接电连接，或可以是感应连接。

在一个实施例中，可穿戴设备600包括可选的第一低压总线624和可选的第二高压总线626。例如，第一低电压总线624可配置为音频子系统供电，第二高电压总线626可配置为面部追踪系统和/或眼动追踪系统供电。

如上所述，电池614可以配置为作为主要电源为可穿戴设备600供电。这样当可拆卸模块610连接到模块接口606时，电池614可为第一低压总线624和第二高压总线626供电。电池614同时可以充电内部充电存储604，这样在穿戴可穿戴设备600时，无需连接充电线即可对内部充电存储器604进行充电。

控制器612可配置为监视电池614的充电状态，并输出指示电池614的低充电状态的通知消息。如上所述，内部充电存储器604配置为在更换可拆卸模块610时为可穿戴设备600供电。

在一个实施例中，可拆卸模块的电池可通过充电盒进行充电。图7示出了充电盒700的示例，其包括电池702、用于给电池702充电的可拆卸充电电缆704和配置为连接到第一可拆卸模块708的相应电连接器的电连接器706。

第一可拆卸模块708是可拆卸模块500的示例。第一可拆卸模块708包括电池710，并且可进一步包括类似于可拆卸模块500的功能模块。

充电盒700配置为当第一可拆卸模块708插入充电盒700时对电池710进行充电，如图712所示。充电电缆704可以配置为对充电盒700的电池充电，以及在插入时对可拆卸模块的电池充电。

在所描述的示例中，充电盒700同时包括可选第二电连接器714，其配置为连接到可选第二可拆卸模块716的相应电连接器。在这个实施例中，充电盒700进一步配置为对第二可拆卸模块716的电池充电，而第二可拆卸模块716位于充电盒700内，如718所示。

在其它示例中，充电盒700可包括任何合适数量的电连接器，并用于给任何合适数量的可拆卸模块充电。

如上所述，可拆卸模块可以配置为连接到其他外部设备。图8示出了包括头戴式设备804的示例性计算系统800，而头戴式设备804包括通过外部设备连接器连接到示例性外部设备806的可拆卸模块802。

在所描述的示例中，外部设备连接器808显示为缆线。外部设备806可以包括任何合适的功能，例如可以是包括外部逻辑系统或外部存储系统中的一个或多个，并且可以帮助增加头戴式设备804的计算和/或存储容量。

外部设备806可以配置为项链。在其他实施例中，外部设备可以配置为皮带809、用于夹在衣服上的夹子、背包、肩包或其他包、夹克或头盔或其他头戴物，例如。这种可穿戴配置可允许外部设备806由用户方便地携带。

微软专利申请最初在2022年4月提交，并在日前由美国专利商标局公布。